Uudne andmetalletustehnika pakub lahendust andmekeskuste energianäljale ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: Kimel et al./Nature

Infoühikute – 1 ja 0 – töötlemisele kulutatakse umbes kaks protsenti maailmas toodetavast elektrist. Sellest märgatav osa kulub andmete kirjutamisel vabanevast soojusest vabanemiseks. Näitaja kahekordistub seejuures iga viie aastaga. Hollandi ja poola teadlased esitlevad nüüd süsteemi, mille abil eraldub bittide kirjutamisel soojust praegusest miljoneid kordi vähem.

''Näitasime, et meil võtab biti kirjutamine umbes 20 pikosekundit ehk see ületab tänapäeva tippseadmete jõudlust umbes viis korda. Kuid tähtsamana eraldub selle käigus viis miljonit korda vähem soojust. Vähemalt teoreetiliselt pole tegu veel piiriga,'' selgitas Hollandis asuva Radboudi ülikooli materjaliteadlane Alexey Kimel. Näiteks välkmälu puhul hajub ühte bitti kirjutades raudvarasse keskmiselt 10 nanodžauli (10-9) jagu energiat. Kimeli ja ta kaaslaste meetodi puhul oleks see kadu aga vaid paarkümmend attodžauli (10-18).

Eesti juurtega Kimel nentis, et inimeste kodu- ja sülearvutites ei hakka esitletud tehnikal põhinevaid seadmeid nägema mitte kunagi või vähemalt mitte nii pea. Bittide kirjutamiseks läheb tarvis femtosekundlaserit. Kiireimate keemiliste reaktsioonide toimumisajaga võrreldava pikkusega valgusimpulsside tekitamiseks kasutatav seade täidab pool tuba ja maksab umbes 100 000 eurot.

''Tänapäeval on aga arvutid seotud üha enam pilvega. Probleem andmete salvestamisel vabaneva soojusega tekib pigem seal. See on ka põhjus, miks ehitas näiteks Facebook oma moodsaima andmekeskuse Rootsi polaarjoone lähistele. Suurte andmekeskuste skaalal pole taoliste uudsete lahenduste kasutusse võtmine enam utoopiline,'' märkis materjaliteadlane. Samale viitas möödunud aastal ühele ruutsentimeetrile enam kui ühe terabaidi jagu infot mahutavate mäluseadet esitlenud Delfti ülikooli füüsik Sander Otte.

Uued väljakutsed
Viimase kümnendil on elektroonikatööstus tegelenud andmete talletamise kiirendamiseks kontseptsiooniga, kus eelsoojendatakse andmeühiku kirjutamiseks kasutatavat pinda laseriga. HRAM-i kasutatavad seadmed peaksid jõudma turule järgmisel aastal. Sealt edasi puudub aga selge nägemus, kuhu suunata pilk järgmisena. Kimeli ja ta kaaslaste lahendus pakub ühte võimalikku jätku.

Seade põhineb magnetismi uuringutes sageli kasutataval kristalli-sarnasel rauast ja ütriumist sõrestikul, kuhu on lisatud koobaltiioone. Need on aga valgusimpulside suhtes ülitundlikud. Optiline ergastatus võib muuta elektronide orbitaalset liikumist. See omakorda on seotud tugevalt nende magnetilise momendiga, mis mõjutavad omakorda terve piirkonna magnetisatsiooni. Vastavalt sellele, millises suunas kasutatav laserivalgus ise võngub, saab kirjutada ainesse ''1'' ja ''0'' ehk klassikalisi bitte.

Kimel nentis, et hetkel on bittide läbimõõt võrreldes tänapäeva kõvaketastega väga suur. ''Peame vähendama seda veel vähemalt kümme korda – 100 nanomeetrini, mis on valguse lainepikkusest palju väiksem. Valguse sedavõrd väikesele alalae koondamine pole kerge, kuid mitte võimatu,'' märkis materjaliteadlane. Töörühmal on selleks juba ka paar ideed.

Samuti lootis Kimel, et soojuskadu õnnestub veelgi vähendada. ''Kui magnetisatsiooni muutmisest rääkida termodünaamika kontekstis, siis on kahel asendil võrdne energia ja entroopia. Seega pole selge, miks peaks selle käigus üldse soojust eralduma. Tahame selle teooria proovile panna. Iseasi, kus reaalsus meile piirid paneb,'' muigas materjaliteadlane.

Kimel meenutas, et kuigi ringpolariseerunud valgust on uuritud üle maailma, tehti seda ka Tartu ülikoolis. Näiteks tegeles 1980. aastatel magnetvälju tekitavate ringpolariseerunud foononitega füüsik Karl Rebane.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.



Ema Jana: "Ajaga läheb järjest kergemaks, sest muremõtted on hakanud vaikselt kaduma."

Veebidokk: Võrumaa tüdruk sai viirusest laastatud südame asemele uue

Südamesiirdamine nii keeruline ja harvaesinev operatsioon, et siinmail pole võimalik selleks vajalikku oskusteavet ülal hoida. Sestap tehakse Eesti südamesiirdamised hoopis Soome lahe põhjakaldal Helsingis, kus alates 2015. aastast on siit pärit patsientidele siirdatud 3 südant. Kaks uue südame saanutest on täiskasvanud, kuid üks neist on 16-aastane Võrumaa neiu Maria Sepp.

AASTA ÕPETAJA GALA
Haridus- ja teadusministeerium tunnustab 7. oktoobril aasta õpetaja galal "Eestimaa õpib ja tänab" neid haridustöötajaid, kes annavad teistele oma tehtud tööga eeskuju. ERR Novaator tutvustab järgmise kuu aja jooksul lugejatele kõigi kategooriate nominente.
ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: